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文檔簡(jiǎn)介
1、作為最古老的屋面形式之一,斜坡屋頂由于其豐富多變的視覺(jué)感受、較好的結(jié)構(gòu)跨越能力、強(qiáng)大的通風(fēng)隔熱效果等在住宅建筑中被廣泛采用。在太陽(yáng)輻射作用下,在斜坡屋頂屋面形成的坡流和羽流將屋面附近的熱空氣輸送走。這種傾斜形狀下的坡流和羽流在自然環(huán)境和工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)都廣泛存在,所以研究斜坡屋頂上形成的坡流和羽流的流動(dòng)和傳熱不僅有助于了解屋面的散熱隔熱效果、提高居民生活舒適度,還對(duì)解決城市空氣污染問(wèn)題及山區(qū)氣候預(yù)測(cè)等都有重要意義。
本文主要采用量綱
2、分析和數(shù)值模擬兩種研究方法,研究屋頂坡流和羽流形成和發(fā)展過(guò)程中的流動(dòng)和傳熱機(jī)制。通過(guò)量綱分析,討論了坡流和羽流的定常和非定常粘性和慣性動(dòng)力機(jī)制以及導(dǎo)熱和對(duì)流的傳熱機(jī)制,并獲得了不同動(dòng)力及傳熱控制機(jī)制下坡流和羽流的厚度、速度和控制機(jī)制轉(zhuǎn)換時(shí)間量綱。主要的量綱關(guān)系獲得了數(shù)值結(jié)果的驗(yàn)證。
進(jìn)一步的數(shù)值結(jié)果顯示,斜坡屋頂羽流從初始階段經(jīng)過(guò)渡階段可演化為充分發(fā)展階段,演化過(guò)程依賴于三個(gè)無(wú)量綱控制參數(shù):瑞利數(shù)、普朗特?cái)?shù)和高寬比。羽流的對(duì)流
3、效應(yīng)隨瑞利數(shù)升高而增強(qiáng),當(dāng)瑞利數(shù)低于102流動(dòng)無(wú)羽流結(jié)構(gòu)且完全由導(dǎo)熱控制。羽流的流動(dòng)和演化依賴于斜坡的高寬比,瑞利數(shù)為103時(shí)較大高寬比下羽流最終趨于定常態(tài),隨著高寬比的減小,羽流最終趨于準(zhǔn)定常態(tài)。同樣的,羽流的流動(dòng)和演化依賴于普朗特?cái)?shù),且隨普朗特?cái)?shù)變化較為復(fù)雜。不同的控制參數(shù)羽流直接影響到流動(dòng)的傳熱和傳質(zhì)效率。根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果,羽流在瑞利數(shù)、高寬比和普朗特?cái)?shù)較高時(shí)傳熱可顯著增加,并滿足Nu~Ra0.2275。平均體積流率在較低瑞利數(shù)
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